Visita a Bocatoma La Pinilla y Puente Ocucaje

Ú Z E D N E B A R A V E U G O I D U A L C É S O J . R D

: E T N E C O D

RECURSOS HIDRÁULICOS ALUMNOS: 

ALCAHUAMÁN PALOMINO, FERNANDO

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DE LA CRUZ OSCCO, MIJAIL

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DIAZ VENTURA, JUNIOR

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GAVILÁN ROMUCHO. MANUEL

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HERRERA MESIAS, ESTRELLA



PEÑA BERROCAL, HENRY

CICLO: IX -A

UNIVERSIDAD NACIONAL “SAN LUIS GONZAGA” DE ICA

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CONTENIDO UBICACIÓN .................................................................................................... 3 

BOCATOMA LA PINILLA ......................................................................... 4



PUENTE OCUCAJE ................................................................................ 6

OBJETIVOS .................................................................................................... 7 

OBJETIVOS GENERALES ......................................................................... 7



OBJETIVOS ESPECÍFICOS ........................................................................ 7

MARCO TEÓRICO ............................................................................................. 8 CÁLCULO DE CAUDAL ...................................................................................... 12 CONCLUSIONES ............................................................................................ 22 RECOMENDACIONES....................................................................................... 22

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FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL


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VISITA A CAMPO “BOCATOMA LA PINILLA Y PUENTE OCUCAJE” UBICACIÓN

FUENTE: GOOGLE

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

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BOCATOMA LA PINILLA

El canal La Pinilla se encuentra, encuentra, localizado en el Distrito de Ocucaje que está ubicado en la parte sur de la Provincia de Ica, situado a una distancia aproximada de 28 a 29 km de la ciudad de Ica, con una latitud sur de 14°20´45” y una longitud oeste de 75°40´00”. Su altitud es de 325 m.s.n.m

FUENTE: GOOGLE

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LIMITES:

Por el Norte con Distrito de Santiago Por el Este con Distrito de Santiago Por el Sur con el Distrito de Santiago Por el suroeste Con el Distrito de Santiago Por el Oeste, con Océano Pacifico EXTENSIÓN:

El Distrito de Ocucaje tiene una Superficie de 1,417.12 km2, que constituye el 6,64% de la extensión total de la provincia de Ica.

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La bocatoma La Pinilla, es una estructura hidráulica, construido sobre el lecho del rio, con la finalidad de atajar cierto cierto caudal de agua para verter verter dicho caudal en el canal de derivación, el encausamiento se encuentra enrocado en la margen izquierda, cuenta con compuertas, barraje móvil y otro fijo, cuenta con ventanas de captación. Para el lado derecho de la Bocatoma se encuentra un vertedero y disipador de energía para cuando el nivel del agua ssea ea elevado. El canal La Pinilla cuenta con una longitud revestida de aproximadamente 50 metros.

FUENTE: ESTUDIANTES

DE INGENIERIA CIVIL IX CICLO, VISITA 26/04/16

El canal presenta una sección rectangular hasta cierto tramo, seguido de un medidor parshal pequeño, que tiene la característica de hacer un cambio de sección con una longitud de transición para adelgazar o estrangular la sección, el medidor parshal tiene una poza de observación que en este caso es pequeña que contiene una escala graduada , la cual actúa como un maximetro que se usa para determinar el caudal máximo que transcurrió por el canal en el tiempo que se hacen las evaluaciones, la sección del canal también cuenta con escala graduada por característica característica de sección que caudal de agua está está discurriendo y luego continua la sección de un canal natural. El canal revestido, cuenta con tramos de 4.80 m. separados por juntas de 2.5cm. Espesor del muro del canal de 20.00 cm.

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PUENTE OCUCAJE

El puente Ocucaje se encuentra, localizado en el Distrito de Ocucaje que está ubicado en la parte sur de la Provincia de Ica, situado a una distancia aproximada de 33 km de la ciudad de Ica, es una estructura vial que permitirá mejorar las condiciones de transitabilidad, conectividad y accesibilidad, reduciendo los tiempos de viajes e incrementando la seguridad vial de los usuarios y pobladores de la zona. Es una estructura reticulada de angulares de acero muy semejantes al puente tipo Bailey, con tablero de maderamen y pernos de sujeción, con una longitud de 33,5 metros.

FUENTE: GOOGLE

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OBJETIVOS 

OBJETIVOS GENERALES

El objetivo general de la visita de campo es determinar la variación de caudales a través de la cuenca del Rio Ica, en el distrito de Ocucaje. Debido a que en el distrito de Ocucaje, se produce un fenómeno llamado Afloramiento de Aguas Subterráneas, este fenómeno se debe a que las cordilleras (conjunto de cerros) tienen como roca madre material impermeable (roca), formando una especie de represa que acumula las aguas producidas por las precipitaciones que se dan en estas zonas, estas precipitaciones discurren por la superficie y otra parte significativa se infiltra, la parte de la infiltración producto de formación geológica de los cerros le dan un curso que desemboca en la cuenca del Rio Ica (Distrito de Ocucaje). Para poder conocer este fenómeno y a la vez hacer usos de los métodos enseñados en cursos anteriores, se realiza esta visita de campo, y se nos solicita determinar los caudales en puntos que se realiza la visita. 

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

El objetivo específico es calcular los caudales en la Bocatoma la Pinilla y en el Puente Ocucaje para poder hacer una comparación de caudales y sacar conclusiones de lo que acontece en estos lugares. Estos cálculos se realizan por método del Flotador, para poder realizar este método se tiene que crear las condiciones necesarias: 1. Se tiene que tener una sección constante (mínimo 10metros). 2. Se debe realizar 10 intentos y luego sacar un promedio de todas las pruebas. En nuestro caso se tendrá que crear las condiciones, debido a que en un rio es complicado encontrar estas condiciones.

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MARCO TEÓRICO CAUDAL

El caudal corresponde a una cantidad de agua que pasa por un lugar (canal, tubería, entre otros) en una cierta cantidad de tiempo, o sea, corresponde a un volumen de agua (Litros, Metros Cúbicos, etc.), por unidad de tiempo (Segundos, Minutos. Horas, etc.). Es la cuantificación del caudal de agua que pasa por la sección transversal de un conducto (río, riachuelo, canal, tubería) de agua; también se le conoce como aforo caudal de agua. Para cuantificar el caudal de agua se puede utilizar la siguiente fórmula:

Q = A x V (1) Donde: Q = Caudal o Gasto (m3/s) A = Área de la sección transversal (m2) V = Velocidad media del agua en la sección hidráulica (m/s)

METODOS PARA MEDICION DE CAUDALES:

Entre los métodos más utilizados para medir caudales de agua se encuentran los siguientes: 

Método del flotador



Método del correntómetro



Método volumétrico



Método de la trayectoria

Aquí desarrollaremos el primer método ya que fueron estos lo empleados en la práctica:

Método del flotador: El método del flotador se utiliza en los canales y acequias y da solo una medida aproximada de los caudales. Su uso es limitado debido a que los valores que se obtienen son los estimados de caudal siendo necesario el uso de otros métodos cuando se requiere una mayor precisión.

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En este método, de igual manera, se utilizan los valores promedio de las variables determinadas. Pasos: a) PRIMER PASO: Seleccionar el lugar adecuado. Se selecciona en el río o canal un tramo uniforme, sin piedras grandes, ni troncos de árboles, en el que el agua fluya libremente, sin turbulencias, ni impedimentos, que sea recto y de sección transversal uniforme, de alrededor de 3 metros de largo, donde el agua escurra libremente. b) SEGUNDO PASO: Medición de la velocidad. En el tramo seleccionado ubicar dos puntos, A (de inicio) y B (de llegada) y medir la distancia, una persona se ubica en el punto A con el las boyas y otra en el punto B con el reloj o cronómetro. Se medirá el tiempo de recorrido del flotador del punto A al punto B. Se recomienda realizar un mínimo de 3 mediciones y calcular el promedio. La velocidad de la corriente de agua del río se calcula con base en la siguiente: v

Longitud ( AB) tiemp tie mpo o  reco recorri rrido do

c) TERCER PASO: Medición del área de la sección transversal del río. En el tramo seleccionado, ubicar la sección o el ancho del río que presente las condiciones promedio y en la que se nos facilite la medición del área transversal. Un método práctico, con aceptable aproximación para calcular el área transversal, es tomar la altura promedio. Esto consiste en dividir el ancho del río, en por lo menos, cuatro partes y medir la profundidad en cada punto para luego calcular el promedio. Así como se ve en la figura.

Una vez se ha determinado el valor promedio de la profundidad, se procede a realizar la medición del espejo de agua del canal. Éste se divide en las partes que se midieron para determinar las alturas. 2016



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T

En este caso, de acuerdo a la figura:

3

Luego se calcula el área para cada tramo, usando el método del trapecio:

A1 

h1  h2 2

T 1

Y por último se calcula el área total de la sección en estudio. d) CUARTO PASO: Cálculo del Caudal del río. Con los datos obtenidos se procede a calcular el caudal del río, QR, con base en la siguiente ecuación:

QR (m3/s) = K x Velocidad (m/s) x Area (m2)

Donde K es un factor de corrección relacionado con la velocidad. El valor de K se debe seleccionar de acuerdo al tipo de río o canal y a la profundidad del mismo, de conformidad con la tabla:

El valor promedio obtenido del caudal de la fuente de agua estudiada permitirá no sólo conocer el volumen de agua del que se dispone por unidad de tiempo, información importante a la hora de tomar decisiones sobre posibles proyectos productivos, si no, además, conocer, de manera cuantitativa, las características del líquido, antes de su uso, o su vocación de uso. Para ello se requiere realizar estudios de calidad del agua de la fuente, adicionales a los estudios del caudal.

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MATERIALES: 

Wincha o cinta medidora

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Reloj o Cronómetro



Un objeto flotante, en este caso 3 boyas (10 cm de diámetro aprox.)

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL MÉTODO: VENTAJAS:

a) Miden directamente la velocidad superficial. b) No les afecta los acarreos de material. c) Su costo es pequeño o nulo. DESVENTAJAS:

a) Imprecisión, debido a que miden la velocidad superficial. b) Imposibilidad de controlar su trayectoria, sobre todo en ríos amazónicos. c) Dificultad de utilizarlos cerca de las márgenes.

http://www.senamhi.gob.pe/usr/cdc/AF http://www.senamhi.gob.pe/usr/cdc/AFORO_X_FLO ORO_X_FLOTADORES.pdf TADORES.pdf VILLÓN BÉJAR, Máximo. Hidrología. Instituto Tecnológico de Costa Rica, Escuela de Ingeniería Agrícola. Segunda edición. Lima, Perú. CHOW, Ven Te; Hidrología aplicada. Mc Graw Hill. Colombia, 1994. MONSALVE, Germán; Hidrología en la Ingeniería. http://www.cvc.gov.co/web_cvc/M http://www.cvc.gov.co/web_cvc/Mosaic/dpdf2/volu osaic/dpdf2/volumen13/1-MPpag1men13/1-MPpag1165.pdf http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvi http://sisbib.unmsm.edu.pe/bibvirtualdata/Tesis rtualdata/Tesis/Ingenie/Vera_H_L/C /Ingenie/Vera_H_L/Ca a p3.pdf FUENTE:

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CÁLCULO DE CAUDAL

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VISTA EN PLANTA Y SECCION DE TRAMOS “PUENTE OCUCAJE”

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VISTA EN PLANTA Y SECCION DE TRAMO” BOCATOMA LA PINILLA “

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CÁLCULO DE CAUDAL POR EL METODO DEL FLOTADOR DESCRIPCION DEL METODO: Se soltará un elemento flotante en el agua, debiendo calcular con un cronómetro el tiempo en que este se desarrolla desde la estaca 1, hasta la estaca 2, debiendo calcular la distancia entre estacas para obtener una velocidad promedio al culminar el cronometraje de la llegada del mismo.

FUENTE:

ESTUDIANTES DE INGENIERIA CIVIL IX C ICLO, VISITA 07/05/16

FUNDAMENTO DEL MÉTODO:

Este método se basa en la ecuación de la continuidad, que considera que el caudal de entrada en un punto dado será igual, que el caudal que sale, o será igual en el punto donde don de hagamos el corte. Debiendo en algunos casos prever infiltraciones, desvíos, evaporación del agua si el tramo fuese muy extenso, etc. Ese método es muy práctico y es el más fácil de realizar en el sitio de prueba

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FUENTE:

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ESTUDIANTES DE INGENIERIA CIVIL IX CICLO, VISITA 07/05/16

ANÁLISIS DEL MÉTODO:

Para este método se tendrá que analizar y calcular las distancias de la sección por donde se soltará el elemento flotante a fin de obtener un área, la cual nos ayudará a calcular aproximadamente el caudal que existe en el punto de corte de sección.

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CÁLCULOS EN EL SITIO: MEDICIÓN DE ESPEJO DE AGUA:

Para este caso se utilizó una wincha métrica, la cual ayudó a obtener la distancia en centímetros del espejo de agua, el cual fue importante para el cálculo del área de la sección.

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MEDICIÓN DE TIRANTE:

Al igual que el espejo de agua, se midió en sitio con la ayuda de una wincha métrica. Debiendo medir en algunos casos el tirante a una distancia “n” donde se obtuvieron diferentes tirantes, como en el caso del tramo ubicado cerca de la bocatoma “La pinilla”

CÁLCULO DE CAUDAL:

El caudal que obtuvimos, se realizaron con la ecuación de la continuidad que se expresa de la siguiente manera.

 = V …(1)

Q= caudal cm/s A= área cm2 V= cm/s

CÁLCULO DEL ÁREA:

En los dos tramos especificados en nuestro cálculo, debimos calcular el área de la sección utilizando en algunos casos el cálculo de áreas por secciones. En el cual agrupamos todas las incógnitas en una sola formula. Para facilitar el cálculo de la misma.

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Para el caso de la sección de sección paraboloide. Se usó tablas de geometría de sección las cuales demostraron el área como se muestra en la siguiente figura.

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CAUDAL CALCULADO:

Conociendo el área de la sección, s ección, se puede calcular el caudal para cada tramo analizado con la ecuación de la continuidad, debiéndose obtener el caudal más aproximado y el cual nos da una referencia r eferencia del caudal que pasa por nuestra sección.

 = V

VELOCIDAD PUESTA EN HOJAS DE CÁLCULO:

TRAMO TRAMO"BOC "BOCATOM ATOMA A LA PINILL PINILLA" A" PRUE PRUEBA BA

TIEM TIEMPO PO

1

35.11

SEGUNDOS

2

34.9

3

TRAMO TRAMO" " PUENTE PUENTE OCUCAJ OCUCAJE" E"

SEGU SEGUND NDOS OS PRUE PRUEBA BA

TIEM TIEMPO

SEGU SEGUND NDOS OS

1

60.03

SEGUNDOS

SEGUNDOS

2

60.04

SEGUNDOS

35.5

SEGUNDOS

3

60.02

SEGUNDOS

4

34.8

SEGUNDOS

4

60.02

SEGUNDOS

5

35.25

SEGUNDOS

5

60.025

SEGUNDOS

6

35.14

SEGUNDOS

6

60.02

SEGUNDOS

7

35.26

SEGUNDOS

7

60.035

SEGUNDOS

8

34.9

SEGUNDOS

8

60.02

SEGUNDOS

9

36.1

SEGUNDOS

9

60.01

SEGUNDOS

10

35.63

SE SEGUNDOS

10

60.04

SEGUNDOS

PROM PROMED EDIO IO

35.259

SEGUN EGUND DOS

ROM ROME EDI

60.026

SEGU SEGUND NDOS OS

LA VELOCIDAD PROMEDIO SERÁ IGUAL A LA DISTANCIA TOTAL DEL TRAMO DIVIDIDO ENTRE EL TIEMPO PROMEDIO.

V= D/Tx(0.85) 0.85 por la rugosidad del suelo.

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BOCATOMA LA PINILLA: VELO VELOCI CIDA DAD: D: PUENTE OCUCAJE: VELO VELOCI CIDA DAD: D:

192 cms 24.1 24.107 073 3 cm/s cm/s 150 cms 14.1 14.160 605 5 cm/s cm/s

ÁREA DE LA SECCIÓN ESPECIFICADA EN HOJAS DE CÁLCULO :

DATOS DE SECCION TRAMO" BOCATOMA PINILLA"

DATOS DE SECCION TRAMO" PUENTE OCUCAJ

T=

192

cm

T=

150 cm

a=

3

cm

Y=

10 cm

b=

4.5

cm

c=

5

cm

d=

4.5

cm

e=

3

cm

AREA DE LA SECCIONCONSIDERANDO SIMETRIA

AREA=

T/2

X

AREA=

768

cm^2

(c+a)

AREA DE LA SECCION

AREA=

AREA=

TxY

*(2/3)

1000 cm^2

V= 24.1073 cm/s A= 768 cm2 Q= 18514.4 cm 3 DATOS DE TRAMO PUENTE OCUCAJE: V= 14.1605 cm/s A= 1000 cm 2 Q= 14160.45 cm 3 http://www.senamhi.gob.pe/usr/cdc/AF http://www.senamhi.gob.pe/usr/cdc/AFORO_X_FLO ORO_X_FLOTADORES.pdf TADORES.pdf https://www.youtube.com/watch?v=1 https://www.y outube.com/watch?v=1Xi6HhkMGig Xi6HhkMGig https://es.scribd.com/doc/1396670 https://es.scribd.com/doc/139667047/DISENO-OPTIMO 47/DISENO-OPTIMO-DE-LA-DE-LASECCION-DEL-CANAL-PARABOLICO

FUENTE:

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CONCLUSIONES 

Se calculó los caudales en la Bocatoma la Pinilla y en el Puente Ocucaje mediante el método del Flotador.



Para usar el método de los flotadores necesitamos que la zona donde vamos a medir sea uniformemente recta para poder calcular las áreas de manera más exacta, así también recomendamos la mayor cantidad de flotadores para tener una mayor proporción de datos.



Se obtuvieron distintos valores de caudal en la Bocatoma la Pinilla y en el Puente Ocucaje ,porque la bocatoma la pinilla atajar cierto caudal de agua para perder dicho caudal en el canal de derivación, el encausamiento se encuentra enrocado en la margen izquierda ,cuenta con compuertas, barraje móvil y otro fijo.

RECOMENDACIONES 



Si bien observamos el método de los flotadores nos puede dar un buen resultado comparándolo con otros métodos, la probabilidad de error de los datos dependen mucho de las facultades del operador, pudiendo así obtener un resultado no tan exacto y serían necesarias muchas repeticiones para poder tener un nivel de confiabilidad aceptable.

Para utilizar el método de los flotadores se tiene que tener en cuenta las siguientes condiciones : a) Se tiene que tener una sección constante constante (mínimo 10metros). b) Se debe realizar 10 intentos y luego sacar un promedio de todas las pruebas.

En nuestro caso se tuvo que crear las condiciones, debido a que en un rio es complicado encontrar estas condiciones.

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Visita a Bocatoma La Pinilla y Puente Ocucaje

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